< Previous___________________________3.Prinsip-prinsip dasar hidrolikTEKNIK ALAT BERAT______________________________________151bawah reservoar dimiringkan atau dicekungkan untuk mengeluarkanfluida melalui lubang pembuang. Pelat pembersih atau penutup dipasang pada sisi tangki untuk memudahkan dalam pembersihan danpemeliharaan. Reservoar kecil biasanya terbuat dari alumunium tuang dengan sirip-sirip pendingin. Kebanyakan reservoar dijual dalam bentuk satu unit lengkap meliputi penggerak utama, pompa, dan satu katup pele-pas.Dan hampir setiap unit tenagakecil (sampai 150 liter) mem-punyai pompa yang dipasangsecara vertikal pada ujungpompa, dicelupkan dalam fluida hidrolik. Kopling memberikanpemindahan tenaga motor listriktanpa harus mengganggu pompa. Juga terpasang pada pelat atas, untuk memudahkan dalampembersihan.Gambar 3.71 Konstruksi reservoarBeberapa rangkaian mesin memerlukan jumlah fluida yangtersimpan tinggi dalam struktur mesin. Sebagai contoh dengan rangkaian tinggi-rendah kecepatan tinggi langkah mendekat ram utama adalahdisuplai secara grafitasi dari reservoar di atas pompa melalui katup pra-pengisian, sementara silinder menggerakkan rol ke dalam posisimenyinggung benda kerja. Reservoar jenisini hubungannya dengansaluran fluida, memerlukan rancangan yang cermat untuk menghindari aliran turbulen yang tidak dikehendaki dari kecepatan fluida yang tinggi selama pemindahan fluida dari dan ke reservoar.Dengan membuka tutup reservoar tanpa kesulitan dimaksudkanuntuk memudahkan dalam pembersihan. Gelas penduga untuk mengecek volume fluida dalam reservoar sangat dianjurkan. Hal ini akanmemudahkan jika dibandingkan dengan harus membuka tutup terlebih dahulu. Lubang pengisian disediakan dengan saringan halus untukmenjaga kotoran masuk ke reservoar ketika dilakukan pengisian fluida.Meskipun dengan penyaringan yang cukup, serbuk-serbuk kotoranseperti fiber, karat oksida, plastik elastomer, pasir silika dapat berkumpul di bagian bawah reservoar. Partikel-partikel (kotoran) yang tidak disaring harus ditahan pada reservoar bagian bawah. Pelat pemisah yang terbuat dari logam sebagai pembagi memanjang melalui bagian tengah reservoar (Gambar3.72). Pelat ini berguna untuk membuat sirkulasi fluida yang kembali dari sistem, dan untuk memisahkan saluran isap pompa dari ___________________________3.Prinsip-prinsip dasar hidrolikTEKNIK ALAT BERAT______________________________________152saluran kembali. Gerakan sirkulasi fluida lambat memberi kesempatan kotoran yang lebih berat untuk diam (statis). Ketinggian pelat penyekat Gambar 3.72 Unit tenaga hidrolikminimal 2/3 dari ketinggian fluida, juga untuk memisahkan saluran masuk pompa dari saluran masuknya sehingga fluida yang sama tidak dapat disirkulisikan kembali secara terus menerus, tetapi harus mengambil suatu garis aliran dalam reservoar.Dengan demikian pelat pemisah mampu mencegah aliran turbulensetempat, membiarkan kotoran-kotoran yang tidak diinginkan untukmengendap, memberikan kesempatan fluida (oli) untuk melepaskanudara yang terjerat ke dalam fluida oli, dan membantu penyebaran panas melalui dinding reservoar.Gelembung-gelembung udara kadang-kadang ditimbulkan olehjeratan udara atau aliran fluida yang sebentar-sebentar dari saluran balik dan pembuangan, akan memberi kesempatan untuk memercik padapermukaan fluida dalam reservoar. Proses ini sebelumnyadidahuluiadanya penyebaran udara (pelat-pelat berlubang atau saringan), dan dengan sirkulasi fluida yang disebabkan oleh penyekat.Volume fluida yang berfluktuasi dalam reservoar disebabkan oleh variasi permintaan aliran balik oleh elemen penggerak menimbulkanaliran udara konstan masuk dan keluar reservoar. Aliran udara melewati saluran pernapasan, yang dibuat untuk tiga maksud di dalamnya. Ia ___________________________3.Prinsip-prinsip dasar hidrolikTEKNIK ALAT BERAT______________________________________153menyaring udara yang mengalir ke dalam reservoar, dan ini berguna sebagai saringan kasar (strainer) sewaktu reservoar diisi, dan memberi lintasan untuk perubahan udara dari dan ke reservoar. Sangatlah penting menggunakan saluran pernapasan yang besar untuk menanggulangialiran udara yang disebabkan oleh fluktuasi fluida, karena volume udara dalam reservoar harus selalu berada pada tekanan atmospher untuk menjamin kenormalan kerja pompanya.Untuk menjamin bahwa reservoar hanya diisi dengan fluida yang betul-betul bersih, penambahan sistem dipasang lubang pengisianterpisah dengan saluran masuk, dan saluran pernapasan tertutup rapat. Dengan demikian fluida harus dipompa (dengan tangan, atau pompa) melalui saringan saluran masuk ke dalam reservoar. Katup balik yang berada di atas filter (saringan) mencegah adanya tekanan fluida keluar dari reservoar, tetapi justru sebaliknya harus masuk ke dalam reservoar (lihat Gambar 3.73).Pada prinsipnya pada aliranfluida rata-rata lebih besar maka saluran pernapasannya jugalebih besar untuk mengimbangidan menjaga tekanan udaradalam reservoar selalu samadengan tekanan atmospher.Tetapi pada reservoar yang telah dilengkapi dengan sistempendingin saluran pernapasantidaklah perlu digunakan. Gambar 3.73 Reservoar dengan pengisian melalui saringanTetapi diganti dengan sejenis katup pembatas untuk mengatur tekanan dalam reservoar sesuai dengan tekanan penyetelan.Rugi-rugi tenaga dalai:n sistem hidrolik diubah ke dalam bentukpanas. Sebagian besar panas yang ditimbulkan di sini diredam oleh fluida hidrolik, elemen-elemen kontrol, elemen penggerak, dan reservoar.Meskipun demikian panas ini akan tetap bertambah, sampai panas yang timbul dan pemindahannya berada dalam kondisi seimbang. Suhu pada tltik ini disebut suhu inersia.Untuk mengoperasikan sistem hidrolik tanpa sistem pendinginterpisah, suhu inersia harus sama (seimbang) atau bahkan lebih baik apabila suhu inersianya lebih kecil jika dibandingkan dengan suhu sistem maksimum yang diijinkan. Jumlah panas yang dapat dihilangkan oleh reservoar secara langsung tergantung pada :xukuran permukaan Iuar reservoar yang dapat memindahkan panas.___________________________3.Prinsip-prinsip dasar hidrolikTEKNIK ALAT BERAT______________________________________154xjumlah (volume) fluida di dalam reservoar demikian juga aliran rata-rata yang melewati reservoar.xperbedaan suhu yang terjadi antara suhu fluida hidrolik terhadapsuhu udara atmospher yang berada di sekeliling reservoar.xsirkulasi udara di sekeliling reservoar bagian panas.Rugi-rugi tenaga dalam sistem hidrolik menentukan jumlahpendinginan yang diperlukan. Dan rugi-rugi tenaga (PL) keseluruhandapat dihitung :PLtotal = PLpompa + PLkatup + PLsaluran + PLelemen penggerak (kW)Secara umum rugi-rugi tenaga pada sistem hidrolik berkisar antara 20- 30% dari tenaga output penggerak utama yang memutarkan pompa. Dan untuk memudahkan dalam perhitungan, diagram hubungan ukuran reservoar dengan rugi-rugi tenaga dapat dilihat pada Gambar3.74.Gambar 3.74 Diagram hubungan ukuran reservoar dengan rugi-rugitenagaRugi-rugi tenaga (PL) dalam satuan kW, perbedaan suhu yangterbentukÌt dalam satuan derajat Celcius (oC),dan diperkirakan bahwa kapasitas pendinginan rata-rata dalam suatu instalasi yang diventilasikan dengan baik. Perbedaan suhu (Ìt) diambil pada suhu paling panas (maksimum).Dalam sistem industri stasioner biasanya menggunakan reservoaryang mampu mengalirkan aliran rata-rata dalam liter/menit sampai 3-5kali. Sehingga untuk aliran rata-rata 60 liter/menit akan membutuhkan reservoar antara 180 - 300 liter. Ukuran terbesar akan lebih baik sehingga Ìt nya kecil dan sirkulasi udara di sekeliling reservoar adalah minimal. ___________________________3.Prinsip-prinsip dasar hidrolikTEKNIK ALAT BERAT______________________________________155Dan dianjurkan ruangan antara yang berada di atas fluida kurang lebih 10 - 15% dari keseluruhan kapasitas reservoar.Pada diagram hubungan ukuran reservoar dan rugi-rugi tenagamenunjukkan bahwa dengan penambahanÌt 10°C (sirkulasi udarabuatan atau alami) volume reservoar untuk rugi-rugi tenaga 2,3 kW danÌt awal 40°C dapat diturunkan oleh kurang-lebih 100 liter. Dua hal penting dalam merancang reservoar, yaitu:1.batas ketinggian fluida harus tidak pernah turun melewati saluran masuk pompa, karena hal ini dapat menyebabkan pusaran fluida sehingga udara dapat tersedot ke dalam pompa.2.ruangan udara di atas fluida harus cukup mampu menyerap panas fluida di bawahnya.Dalam berbagai pemakaian di jindustri reservoar ditutup secaramenyeluruh, dan udara hanya dapat masuk melalui kantong pemisah. Hal ini untuk menjaga agar udara tidak kontak langsung dengan fluidahidrolik. Apabila tidak terdapat embun, gas-gas korosi, atau butiran-butiran kotoran memasuki reservoar, maka fluida di dalam reservoar tetap bersih sehingga fluida memberikan pelayanan yang lebih lama,menurunkan angka korosi, dan komponen-komponennya lebih awet.Sebagai ganti lintasan terbuka dari kantong udara ke udaraatmospher, kantong udara juga dapat ditutup (sekat) dan bertekanan.Sehingga fluida bertekanan ini akan mengisi pompa, dan akan mencegah terjadinya kavitasi yang sangat merugikan.3.8.2. FILTER atau SARINGANFluida hidrolik harus dijaga tetap bersih dalam suatu sistem dengan menggunakan filter (saringan halus disebut juga penapis) dan strainer (saringan kasar). Yang membedakan antara strainer dan filter adalah kemampuan penyaringannya terhadap kotoran-kotoran yangmelewatinya. Filter mempunyai komponen penyaring yang lebih halus, sehingga kotoran yang dapat tersaring pun sampai butiran-butiran yang paling kecil. Berbeda dengan strainer, komponen penyaring (cartridge) yang digunakan lebih kasar, sehingga butiran-butiran yang tersaring pun lebih kasar. Pemisah magnet juga digunakan untuk menjerat kotoran-kotoran yang terbawa oleh fluida, khususnya kotoran-kotoran dari logam fero seperti keausan yang ditimbulkan oleh gesekan pada bidang-bidangbergerak. Karena pada prinsipnya partikel sebesar 1-5 mikron mampu menyebabkan kerusakan pada sistem servo dan mempercepat kerusakan oli dalam berbagai hal.Filtrasi (penyaringan) fluidahidrolik adalah merupakari hal yang paling penting untuk memelihara fungsi dan ketahanan sistem hidrolik. Kontaminasi (kotoran) fluida terjadi melalui berbagai sumber, antara lain :___________________________3.Prinsip-prinsip dasar hidrolikTEKNIK ALAT BERAT______________________________________156xKotoran yang tertinggal dalam sistem selama dalam perakitan awal atau akibat kerja pemeliharaan seperti terak pengelasan dan butir-butir pcngelasan, sobekan pita silikon (pada penyekat), lepasan-lepasan pada sambungan ulir, potongan-potongan bahan penyekat, dan bram-bram penggerindaan.xKotoran yang ditimbulkan ketika sistem bekerja seperti lepasan-lepasan (bram) akibat gesekan antara logam dengan logam atau non logam, endapan dan pernis karena oksidasi fluida, demikian juga karat dan kondensasi air pada bagian dalam reservoar.xKotoran yang dihadirkan dari luar ke dalam sistem. Hal ini terjadi pada penggunaan fluida yang tidak sesuai, dan kotoran-kotoran yang dihadirkan oleh bram-bram sewaktu perbaikan komponen.Fluida bertekanan tinggi dalam jumlah yang besar membawakotoran-kotoran melalui sistem atau mengendapkan dalam ruangan yang sempit pada pompa, katup, elemen penggerak, dan motor tidak habisnya. Apabila kotoran-kotoran tersebut tidak disaring sistem itu lambat laun akan macet, atau justru dalam waktu yang pendek bisa menyebabkan keausan yang besar. Keausan ini ditimbulkan oleh adanya gesekanantara elemen-elemen bergerak dengan fluida yang mengandung kotoran (terak). Karena demikian kebocoran yang timbuI akan semakin besar, sehingga rugi-rugi tenaganya bertambah besar.Filter (saringan) diklasifikasikan dalam micrometer(Pm) yangsebanding dengan sepersejuta meter. Pengujian pada fluidahidroIik telah menunjukkanhubungan dekat antara derajat kontaminasi dan ukurandaripada partikel-partikelnya.Menurut standar SAE, derajat kontaminasi fluida dibagi dalam tujuh kelas,kelas 0 (nol)adalah yang terbaik.Gambar 3.75 Klasifikasi kontaminasi fluidaKlasifikasi saringanSaringan yang marnpu menjerat lebih kurang 98% partikel dalamsuatu fluida yang melewatinya disebut filtrasi absolut. Misal suatusaringan dengan 40 mikron, maka saringan ini harus mampu menahan sedikit-dikitnya 98% partikel yang berukuran 40 mikron atau lebih. Karena tidak ada lubang tunggal tetap, pori, atau ukuran lubang dalam filter ___________________________3.Prinsip-prinsip dasar hidrolikTEKNIK ALAT BERAT______________________________________157ganda, maka diberikan suatu ukuran kelas nominal, sedangkan saringan jenis permukaan diklasifikasikan dalam harga absolut. Ditemui, angka penyaringan lebih tinggi (lubang-lubang saringan dalam luasan tertentu lebih banyak) maka saringan itu lebih halus. Saringan yang dibuat dari berbagai bahan, lain halnya dengan kasa kawat, diklasifikasikan dengan ukuran mikron. Satu mikron sebanding dengan tiga puluh sembilanpersejuta inci (39.10-6 inchi). Sebagai pembanding, butiran garam kurang lebih 70 mikron. Partikel terkecil yang dapat terlihat oleh mata terbuka lebih kurang 40 mikron.Pada filtrasi nominal didasarkan pada penyimpanan rata-rata 50-95% partikel yang melewati saringan di atas ukuran mikron yangditentukan. Diperkirakan bahwa ketika fluida yang melewati saringan berulangkali, akhirnya akan dibersihkan seluruh partikel di atas ukuran nominal yang ditentukan.Filtrasi pada kelas beta adalah standar internasional yangmenentukan efisiensi elemen filter. Ini didasarkan pada kontaminasi terus menerus dari fluida hidrolik di dalam sistem (reservoar), sementarapengambilan contoh fluida sebelum dan sesudah elemen filter.Perbandingan antara partikel hulu dan hilir yang dihitung pada ukuran mikrometer(Pm) khusus adalah kelas beta. Ini juga disebut metodemultipass untuk mengevaluasi kemampuan filtrasi (ISO 4572).Filter serupa dengan perbandingan beta untuk partikel 5mikronmeter adalah 2,4 yang berarti bahwa efisiensi 58,33% dapatdiharapkan atau dicapai. Filter (penapis) yang sama akan menjeratpartikel 15 mikronmeter(E15) dengan perbandingan 17,4. Ini berarti bahwa 94,25%partikel dengan ukuran 15 mikronmeter dan di atasnya akan terjerat.Perbandingan beta (13); definisiSejumlah partikel lebih besar daripada ukuran (P)yang diberikan dalam efek fluida. Hubungannya dengan jumlah partikel yang lebih besar dari ukuran yang sama dalam lingkungan (efek) fluida. Secara telitimenggambarkan kemampuan pemisahan partikel dari suatu filter.Perbandingan BETA lebih besar, lebih besar kemampuan filter untukmenjerat partikel yang lebih besar daripada ukuran BETA yangdinyatakan.Contoh : E10 = 5,8.Penurunan harga perbandingan betabetaanperbandingahhilirpartikelhitunganhulupartikelhitunganarg ___________________________3.Prinsip-prinsip dasar hidrolikTEKNIK ALAT BERAT______________________________________158contoh : 8.5634736815 Penurunan etisiensi hetaffisiensi%ehulupartikelhitunganhilirpartikelhitunganhulupartikelhitungan contoh : effisien%76.8236815634736815 Maka, BETA μ= 5,8 adalah 82,76 % efisienJenisdan bahan saringan (filter)Pada saringan "ganda"(depth filter) fluida hidrolikdipaksa melewati lapisan-lapisan bahan berganda.Kotoran terjerat dan melekat pada bahan saringan karena fluida harus melewati lintasan yang berliku-liku.Gambar 3.76 Bentuk saringanFilter jenis ini juga disebut filter "absorbent". Bahan filter yangdigunakan untuk filter jenis ganda adalah :xkertas berpori dan dapat ditembus (biasanya berlapis damar)xfiber sintetis dalam untaian yang panjang, kesat dan dipres___________________________3.Prinsip-prinsip dasar hidrolikTEKNIK ALAT BERAT______________________________________159xanyaman logam fiber yang dipresxanyaman gelas fiber yang dipresxbutiran-butiran logam kecil (elemen cakram & cartridge).Pada filter jenis "tunggal" (surface filter) fluida hidrolik langsungmengalir melalui suatu lapisan lubang anyaman, dan mengendapkanpartikel-partikel kotoran pada permukaan lubang. Untuk memperlebarlubang saringan biasanya lubang berbentuk bintang yang dilipat. Bahan saringan (filter) jenis tunggal adalah :xlembaran anyaman kawat bajaxlembaran anyaman nilon monofilamen xanyaman fiber selulosexlubang-lubang logam berbentuk cakram.Saringan dari bahan kertas tidak dapat dicuci atau dibersihkan. Apabila sudah kotor penuh dengan debu atau endapan-endapankondensasi harus diganti dengan yang baru dengan spesifikasi yang sama.Penapis (filter) yang terbuat dari logam, gelas, dan fiber sintetis(serat sintetis) dapat dilepas dan dicuci. Ada beberapa filter yangmempunyai kelengkapan penunjuk elektrik atau mekanik yangmenyatakan penjenuhan terhadap kotoran. Dan biasanya filter tidak pernahdigunakan tanpa suatu indikatorsaluran tekanan dan saluran masuk, filter harus selalu mempunyai by-pass (Gambar 3.77).Fungsi daripada by-pass (katup balik) adalah untuk menjaga agar filter jangan sampaimeledak apabila sudah kotor. Karena ada katup balik, apabila tekananmenuju filter sudah mampu melawan pegas pada katup balik maka fluida akan lewat terus tanpa harusmelewati filter lebih dulu. Fluida yang lewat ini akhirnya masih kotor, tetapi fisik daripada filternya masih utuh.Gambar 3.77 Filter dengan bypassFilter saluran kembaliYang dimaksud filter (penapis) saluran kembali di sini adalahpenapis yang menuju reservoar. Penapis di sini mempunyai tekanan___________________________3.Prinsip-prinsip dasar hidrolikTEKNIK ALAT BERAT______________________________________160rendah, karena tekanan fluida sehabis dipakai dari elemen penggeraltk. Filter saluran kembaIi harganya murah, hanya menimbulkan sedikitmasalah selama penggunaan dan pemeliharaan, dan mampu menyaring seluruh volume fluidanya. Meskipun demikian filter ini juga mempunyai kekurangan yaitu hanya fluida yang masuk ke reservoar, bukannya fluida yang memasuki elemen penggerak yang dibersihkan. Dengan demikian kotoran dapat masuk ke pompa, katup, dan elemen penggerak (lihat Gambar 3.78).Gambar 3.78 Penempatan Filter : (a) isap (b) sal. kembali (c) sal. tekan.Filter saluran tekanFilter yang dipasang pada saluran tekanan mampu menahantekanan sistem maksimum oleh karena itu filter harus kuat sehinggaharganya lebih mahal. Filter saluran tekanan digunakan pada hulu pompa dan katup untuk melindunginya dari partikel-partikel yang kotor. Biasanya terpasang langsung pada komponen di mana harus melindungi (lihat Gambar3.78).Asalkan elemen yang digunakan mempunyai tegangan tinggi, filter ini dapat digunakan tanpa by-pass agar menutup sistem apabilatersumbat. Jenis filter ini biasanya digunakan untuk melindungi katupservo yang harganya cukup mahal apabila rusak hanya karena kotoran yang menyumbat atau bahkan aus.Filter saluran isapPenempatan pada jenis filter ini berada pada saluran isap pompa. Dan hampir setiap sistem hidrolik menggunakan sistem ini. Filter inimerupakan filter tingkat rendah yang melindungi pompa. Kekurangannya adalah bahwa tidak mudah diambil karena terpasang di dalam reservoar Next >